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摘要：通過(guò)對(duì)比分析減溫減壓、壓力匹配及背壓小汽機(jī)3種方案對(duì)315MW機(jī)組工業(yè)供熱改造經(jīng)濟(jì)性的影響。分析結(jié)果表明，為滿足工業(yè)熱負(fù)荷106.25t/h，采用熱再抽汽進(jìn)背壓小汽機(jī)機(jī)發(fā)電后排汽供熱方案經(jīng)濟(jì)性最佳；改造完成后，以THA工況為例，可使機(jī)組發(fā)電煤耗下降16.34g/kWh，以機(jī)組利用小時(shí)5400h計(jì)算，年節(jié)約標(biāo)煤2.78萬(wàn)t。

關(guān)鍵詞：亞臨界機(jī)組；工業(yè)供熱；減溫減壓；壓力匹配；小汽輪機(jī)；經(jīng)濟(jì)性

引言

工業(yè)部門(mén)占據(jù)我國(guó)熱力消費(fèi)的主體地位，工業(yè)供熱占全國(guó)熱力消費(fèi)總量的70%以上。目前，除一些大型工業(yè)企業(yè)由自備熱電廠供熱外，大部分工業(yè)企業(yè)由鍋爐供熱。燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組進(jìn)行工業(yè)供熱改造，替代分散式燃煤小鍋爐。這不僅可有效降低污染物排放，還可提高燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)能源利用效率，降低機(jī)組發(fā)電煤耗率，經(jīng)濟(jì)效益顯著。目前，學(xué)者對(duì)機(jī)組工業(yè)供熱改造進(jìn)行了廣泛分析研究［1-3］。張凱等［4］針對(duì)魯北發(fā)電廠北重330MW機(jī)組進(jìn)行工業(yè)抽汽改造的運(yùn)行方式，對(duì)從鍋爐再熱熱段抽汽改造為再熱冷段抽汽后的機(jī)組經(jīng)濟(jì)性和安全性進(jìn)行了分析。吳暢等［5］以600MW空冷機(jī)組為基礎(chǔ)，對(duì)工業(yè)蒸汽抽汽改造技術(shù)進(jìn)行了論述，研究結(jié)果顯示：機(jī)組通過(guò)再熱冷段及熱段抽汽混合供熱，平均熱負(fù)荷89.86t/h、機(jī)組利用小時(shí)7200h、機(jī)組60%THA負(fù)荷工況下，可降低機(jī)組發(fā)電煤耗19.03g/kWh。本文以某電廠315MW機(jī)組工業(yè)供熱改造為例，對(duì)減溫減壓、壓力匹配及背壓小汽機(jī)3種供熱改造方案進(jìn)行了論述，最后對(duì)不同方案的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了對(duì)比分析。

1汽輪機(jī)概況

電廠現(xiàn)裝機(jī)2×315MW汽輪機(jī)，型號(hào)為C312/305—16.67/0.5/538/538的亞臨界、一次中間再熱、高中壓合缸、雙缸、雙排汽、單軸、抽凝式汽輪機(jī)。汽輪機(jī)主要性能參數(shù)如下表1所示。

2供熱技術(shù)方案分析

2.1設(shè)計(jì)基本參數(shù)

根據(jù)電廠熱負(fù)荷報(bào)告，電廠近期接待工業(yè)熱負(fù)荷如表2所示。本次改造對(duì)電廠現(xiàn)有2臺(tái)315MW機(jī)組進(jìn)行工業(yè)供熱改造，因此以2臺(tái)315MW機(jī)組各接待平均熱負(fù)荷106.25t/h為設(shè)計(jì)熱負(fù)荷分析不同方案經(jīng)濟(jì)性。

2.2抽汽端口選擇

工業(yè)抽汽抽汽口位置的選擇應(yīng)根據(jù)蒸汽設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合機(jī)組各段蒸汽品質(zhì)進(jìn)行選擇。不同工況下機(jī)組抽汽口抽汽參數(shù)及最大抽汽量如表3所示。機(jī)組再熱冷端最大抽汽量?jī)H20t/h，遠(yuǎn)小于106.25t/h平均熱負(fù)荷需求，因此本次改造中不考慮再熱冷端抽汽改造。則本次改造可選抽汽口為再熱熱段抽汽及中排抽汽。

2.3方案經(jīng)濟(jì)性分析

熱電廠工業(yè)供熱改造主要有減溫減壓、壓力匹配及背壓小汽機(jī)等技術(shù)。減溫減壓技術(shù)指從汽機(jī)引出高壓蒸汽對(duì)其減溫減壓以達(dá)到供熱參數(shù)要求，主要增設(shè)設(shè)備為減溫減壓器。小汽機(jī)技術(shù)指從汽機(jī)引出的高壓蒸汽先進(jìn)入背壓小汽輪機(jī)做功發(fā)電或拖動(dòng)廠內(nèi)設(shè)備，小汽機(jī)排汽進(jìn)行供熱，主要增設(shè)設(shè)備為小汽機(jī)及減溫器。壓力匹配技術(shù)是利用高壓蒸汽噴射產(chǎn)生高速氣流吸入低壓蒸汽，使低壓蒸汽壓力和溫度提高，從而使其參數(shù)滿足供熱參數(shù)要求，主要增設(shè)設(shè)備為壓力匹配器。結(jié)合2.2節(jié)抽汽端口選擇，本次改造可選方案有熱再抽汽混合減溫減壓，熱再中排抽汽2級(jí)壓力匹配及熱再抽汽進(jìn)背壓小汽機(jī)機(jī)發(fā)電后排汽供熱3種方案。表3所示即為機(jī)組THA工況下3種方案經(jīng)濟(jì)性分析結(jié)果。由表3可知：熱再中排抽汽兩級(jí)壓力匹配方案由于引射部分低參數(shù)中排抽汽，其經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于單純熱再抽汽減溫減壓方案；THA工況下，壓力匹配方案可使機(jī)組發(fā)電煤耗下降11.47g/kWh，優(yōu)于減溫減壓方案的11.16g/kWh。背壓小汽機(jī)方案由于使高參數(shù)蒸汽先做功發(fā)電而后供熱，實(shí)現(xiàn)了能量的梯級(jí)利用，對(duì)機(jī)組發(fā)電量影響最小，且經(jīng)濟(jì)性最佳，可使機(jī)組發(fā)電煤耗下降16.34g/kWh，以機(jī)組利用小時(shí)5400h計(jì)算，年節(jié)約標(biāo)煤2.78萬(wàn)t。詳見(jiàn)表4。

3結(jié)論

本文對(duì)比分析了減溫減壓、壓力匹配及背壓小汽機(jī)3種方案對(duì)315MW機(jī)組工業(yè)供熱改造經(jīng)濟(jì)性的影響，得出結(jié)論如下：（1）為滿足工業(yè)熱負(fù)荷106.25t/h，采用熱再抽汽進(jìn)背壓小汽機(jī)機(jī)發(fā)電后排汽供熱方案經(jīng)濟(jì)性最佳。（2）改造完成后，以THA工況為例，可使機(jī)組發(fā)電煤耗下降16.34g/kW.h，以機(jī)組利用小時(shí)5400h計(jì)算，年節(jié)約標(biāo)煤2.78萬(wàn)t。

參考文獻(xiàn)

1何曉紅，高新勇，陳菁，等.600MW超臨界純凝機(jī)組改供熱的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析［J］.發(fā)電與空調(diào)，2017（6）：24-27.

2柴國(guó)旭，鄭莆燕，張躍進(jìn)，等.凝汽式機(jī)組工業(yè)供熱改造方案分析和比較［J］.浙江電力，2012，31（1）：32-34.

3黎林村.純凝電廠工業(yè)供熱改造方案設(shè)計(jì)［J］.區(qū)域供熱，2015（3）：27-30.

4張凱，李明成，馬奎元，等.北重330MW機(jī)組工業(yè)供熱改造后運(yùn)行分析［J］.熱電技術(shù)，2017（1）：11-15.

5吳暢，唐樹(shù)芳，張祎.600MW超臨界機(jī)組工業(yè)供熱改造分析［J］.能源與節(jié)能，2018（5）.

作者：馬斯鳴 單位：華電電力科學(xué)研究院有限公司